切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及露天軟地層煤礦開采用的礦用鉆頭，尤其涉及一種切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，礦山露天開采使用的是礦用三牙輪鉆頭，該鉆頭由三個牙輪分別裝在三片牙掌上，三片牙掌組裝焊接在一起構(gòu)成三牙輪鉆頭，三牙輪鉆頭加工工藝較難，原材料成本較高，且工序加工線長，在使用過程中，其中一個切削結(jié)構(gòu)或軸承失效，整個鉆頭即很快失效，因此三牙輪鉆頭屬于易耗品，一次性使用后即不可重新使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭。
[0004]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，特點是:包含以同一中心軸線為中心依次過渡銜接的螺紋連接部、裝卸夾持部和切削體，所述切削體上分布有多個截齒座，所述每個截齒座至少安裝一外圈保徑齒和一截齒，每個截齒刀頭的頂點與切削體中心之間的徑向尺寸均不相等，所述每個截齒中心線在正視投影面中與切削體中心線的夾角均不相等，夾角范圍為15°?45° ;所述每個截齒中心線在俯視投影面中與X軸的夾角均不相等，夾角范圍為 10° ?88°。
[0006]進一步地，上述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其中，所述截齒包含基體以及固定其上的刀頭，基體通過卡簧安裝于截齒座的齒孔中。
[0007]更進一步地，上述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其中，所述截齒的數(shù)量為6?18只。
[0008]更進一步地，上述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其中，所述切削體的掌背面鑲嵌有硬質(zhì)合金齒。
[0009]再進一步地，上述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其中，所述切削體上設(shè)有噴氣孔。
[0010]再進一步地，上述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其中，所述切削體的側(cè)面設(shè)有環(huán)形側(cè)向槽。
[0011]本實用新型技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在:
[0012]新型鉆頭的切削部位為截齒，對截齒的角度進行優(yōu)化設(shè)計，確保鉆井過程中截齒在井底破碎及井壁的保徑作用，在截齒失效后，重新更換新的截齒即可反復(fù)使用至鉆頭體失效，鉆頭使用壽命延長，采礦成本降低，適用于F〈l.5的軟煤層，在鉆頭工作過程中的易損件為截齒，截齒磨損或失效后直接更換即可，鉆頭基體可持續(xù)性使用。相比于現(xiàn)有的三牙輪鉆頭，加工工藝較簡潔，加工工序少，原材料成本及加工成本低。鉆頭使用后切削結(jié)構(gòu)可更換，在特定地層工作，其機械鉆速較三牙輪鉆頭提高30%，使用壽命較三牙輪鉆頭提高一倍。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案作進一步說明:
[0014]圖1:本實用新型鉆頭的主視示意圖；
[0015]圖2:本實用新型鉆頭的俯視示意圖；
[0016]圖3:截齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4:截齒的切削路徑示意圖；
[0018]圖5:截齒(齒孔)中心線在正視投影面角度示意圖；
[0019]圖6:截齒(齒孔)中心線在俯視投影面角度示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1、圖2所示，切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，包含以同一中心軸線為中心依次過渡銜接的螺紋連接部1、裝卸夾持部2和切削體，切削體上分布有多個截齒座5，每個截齒座至少安裝一外圈保徑齒6和一截齒4，截齒的數(shù)量為6?18只；如圖3，截齒包含基體9以及固定其上的刀頭10，基體9通過卡簧11安裝于截齒座5的齒孔中，每個截齒刀頭的頂點與切削體中心之間的徑向尺寸均不相等。
[0021]螺紋連接部I用于鉆頭與鉆桿連接，裝卸夾持部2用于鉆頭與鉆桿裝卸時的夾緊面。切削體的掌背面3 (側(cè)面)鑲嵌有硬質(zhì)合金齒，鑲齒加強掌背面強度，保護掌背。截齒4作為鉆頭切削結(jié)構(gòu)，磨損或失效后可更換。截齒座5加工有齒孔，用于安裝截齒4和外圈保徑齒6。外圈保徑齒6在鉆進過程中除起到切削作用外，還具有保徑功能。切削體上設(shè)有噴氣孔7 (含噴嘴)，在鉆頭鉆進過程中為巖肩及礦渣反肩提供動力。切削體的側(cè)面設(shè)有環(huán)形側(cè)向槽8，為巖肩及礦渣反肩提供上反空間。
[0022]截齒的基體9采用合金工具鋼，刀頭10為硬質(zhì)合金齒，與基體9通過焊接工藝進行焊接，作為鉆孔的切削部?？ɑ?1作為截齒與截齒座的連接，防止截齒工作過程中截齒脫落，在截煤齒失效后，對其施加一個反向作用力，在彈簧圈變型后，即可取出失效的截齒，更換新的截齒。
[0023]鉆頭通過鉆桿的動力作用在井底進行圍繞鉆頭中心的徑向順時針旋轉(zhuǎn)及軸向沖擊作用，截齒角度設(shè)計及位置設(shè)計對切削作用影響甚大。
[0024]截齒的數(shù)量為6?18只，截齒在井底的作業(yè)過程中每一顆截齒的切削路徑如圖4所示，同樣，鉆頭有數(shù)個切削軌跡，對截齒的位置進行合理分布，有效提高切削結(jié)構(gòu)(截齒)在井底的工作效果及工作效率。
[0025]如圖5，每個截齒(齒孔)中心線M在正視投影面中與切削體中心線的夾角均不相等，夾角A范圍為15°?45°。
[0026]如圖6，每個截齒(齒孔)中心線M在俯視投影面中與X軸的夾角均不相等，夾角B范圍為10°?88°。
[0027]本實用新型新型鉆頭的切削部位為截齒，對截齒的角度進行優(yōu)化設(shè)計，確保鉆井過程中截齒在井底破碎及井壁的保徑作用，在截齒失效后，重新更換新的截齒即可反復(fù)使用至鉆頭體失效，鉆頭使用壽命延長，采礦成本降低，適用于F〈l.5的軟煤層，在鉆頭工作過程中的易損件為截齒，截齒磨損或失效后直接更換即可，鉆頭基體可持續(xù)性使用。相比于現(xiàn)有的三牙輪鉆頭，加工工藝較簡潔，加工工序少，原材料成本及加工成本低。鉆頭使用后切削結(jié)構(gòu)可更換，在特定地層工作，其機械鉆速較三牙輪鉆頭提高30%，使用壽命較三牙輪鉆頭提尚一?音。
[0028]需要理解到的是:以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其特征在于:包含以同一中心軸線為中心依次過渡銜接的螺紋連接部、裝卸夾持部和切削體，所述切削體上分布有多個截齒座，所述每個截齒座至少安裝一外圈保徑齒和一截齒，每個截齒刀頭的頂點與切削體中心之間的徑向尺寸均不相等，所述每個截齒中心線在正視投影面中與切削體中心線的夾角均不相等，夾角范圍為15°?45° ;所述每個截齒中心線在俯視投影面中與X軸的夾角均不相等，夾角范圍為10。?88。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其特征在于:所述截齒包含基體以及固定其上的刀頭，基體通過卡簧安裝于截齒座的齒孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其特征在于:所述截齒的數(shù)量為6?18只。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其特征在于:所述切削體的掌背面鑲嵌有硬質(zhì)合金齒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其特征在于:所述切削體上設(shè)有噴氣孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，其特征在于:所述切削體的側(cè)面設(shè)有環(huán)形側(cè)向槽。
【專利摘要】本實用新型涉及切削結(jié)構(gòu)可更換的整體式礦用鉆頭，包含以同一中心軸線為中心依次過渡銜接的螺紋連接部、裝卸夾持部和切削體，切削體上分布有多個截齒座，每個截齒座至少安裝一外圈保徑齒和一截齒，每個截齒刀頭的頂點與切削體中心之間的徑向尺寸均不相等，每個截齒中心線在正視投影面中與切削體中心線的夾角均不相等，夾角范圍為15°～45°；每個截齒中心線在俯視投影面中與X軸的夾角均不相等，夾角范圍為10°～88°。對截齒的角度進行優(yōu)化設(shè)計，確保鉆井過程中截齒在井底破碎及井壁的保徑作用，在截齒失效后，重新更換新的截齒即可反復(fù)使用至鉆頭體失效，鉆頭使用壽命延長，采礦成本降低。
【IPC分類】E21B10-633
【公開號】CN204419044
【申請?zhí)枴緾N201520001892
【發(fā)明人】劉勇, 羅成杰, 謝長春
【申請人】蘇州新銳合金工具股份有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年1月4日